永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)的建模與仿真研究

文 | 孫攀，陶保震，袁博，李力
　　從目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展來看，并網(wǎng)型發(fā)電機(jī)組可分為兩類：恒速恒頻型（CSCF）與變速恒頻型（VSCF）。由于，恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng)其發(fā)電效率較低，且在運(yùn)行過程中承受的機(jī)械應(yīng)力較大，相應(yīng)的裝置成本較高，自20 世紀(jì)80年代以來，這種恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電方式逐漸被變速恒頻型所取代。變速恒頻型風(fēng)電機(jī)組是利用先進(jìn)的變速和變槳技術(shù)，根據(jù)風(fēng)速變化時(shí)風(fēng)電機(jī)組的輸出特性調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速處于相應(yīng)的最佳值從而最大限度地捕獲風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電效率的同時(shí)大大降低了系統(tǒng)的機(jī)械應(yīng)力和裝置成本。
　　目前國(guó)內(nèi)外的變速恒頻型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組主要有兩種：雙饋風(fēng)電機(jī)組（DFIG）與永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組（PMSG）。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是由風(fēng)電機(jī)組、齒輪箱、雙饋發(fā)電機(jī)、變流器等組成。其中雙饋電機(jī)的定子端直接與電網(wǎng)相連，而轉(zhuǎn)子端通過變流器連接到電網(wǎng)。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是采用風(fēng)電機(jī)組直接驅(qū)動(dòng)多級(jí)永磁同步發(fā)電機(jī)、省去了容易發(fā)生故障的齒輪箱，使系統(tǒng)發(fā)電效率得到了提高，并且大大降低了噪聲對(duì)環(huán)境的污染。正因?yàn)橛来胖彬?qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、成本、經(jīng)濟(jì)效益以及應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運(yùn)用將越來越廣泛。